كيف يمكن استعادة وظيفة الخلايا المستقبلة للضوء في العين؟

في شبكية العين البشرية، المخاريط هي خلايا مستقبلة للضوء مسؤولة عن رؤية الألوان، ورؤية ضوء النهار، وإدراك التفاصيل الصغيرة.

كعلماء رؤية من قسم علاجات الشبكية التجريبية في كلية الطب البيطري بجامعة بنسلفانيا، عمل جوستافو د. أجيري وويليام أ. بلتران لعقود من الزمن لتحديد أساس أمراض الشبكية الموروثة، وقد أظهروا سابقًا أنهم قادرون على استعادة وظيفة المخروط المفقودة عن طريق إعادة تقديم نسخة من الجين الطبيعي في الخلايا المستقبلة للضوء، وفقا لما نشره موقع ميديكال إكسبريس.

يتأثر كل من البشر والكلاب بمرض الشبكية، وتقدم دراسة جديدة للرؤية النهارية باستخدام نموذج الكلاب نظرة ثاقبة مهمة لتقييم ما إذا كانت بدائل الخلايا هذه - حيث نقوم بإدخال المخاريط في شبكية عيون هذه الكلاب - هي نهج ناجح لـ استعادة الرؤية المخروطية، كما يقول بلتران، أستاذ طب العيون كورين ر. وهنري باور.

ونشرت النتائج التي توصلوا إليها في مجلة Translational Vision Science & Technology.

المؤلفون المشاركون الآخرون هم حسين أو. تاسكين، متخصص أبحاث سابق في بنسلفانيا في مختبر GKAguirre وطالب دراسات عليا حالي في جامعة تورنتو، وجاكلين ويفيل، فني بيطري.

نظام الشبكية وقياسات الدماغ

تعاون بلتران وجوستافو أجيري مع باحثين من بينهم عالم الأعصاب الإدراكي جيفري ك. أجيري، أستاذ علم الأعصاب في كلية بيرلمان للطب، حيث جمعوا المعرفة حول نظام الشبكية وقياسات الدماغ.

في الكلاب التي تعاني من 3 أنواع مختلفة من أمراض الشبكية التي تحدث بشكل طبيعي وفي الكلاب ذات الرؤية الطبيعية، استخدم العلماء التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) لتقييم استجابات الدماغ للأضواء التي تحفز الخلايا المخروطية فقط.

ووجد الباحثون أن التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي يمكنه اكتشاف استجابات الدماغ لرؤية ضوء النهار للمعلومات بالأبيض والأسود بالإضافة إلى معلومات الألوان، ويمكنه تحديد منطقة القشرة البصرية التي تستجيب لتحفيز منطقة في شبكية عين الكلب غنية بالمخاريط والألياف، تشبه النقرة البشرية.

ووجد الباحثون أيضًا أنه يمكنهم استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لقياس الدرجة النسبية لفقدان الرؤية أثناء النهار.

وباستخدام هذه التقنية في الحيوانات المصابة بمرض الشبكية الناجم عن طفرة في جين يسمى NPHP5، أثبتوا أن علاج زيادة الجينات أعاد استجابة القشرة للتحفيز باللونين الأبيض والأسود، وهذا يجعل هذا المرض مرضًا واعدًا لدراسة استبدال الخلايا المستقبلة للضوء كعلاج في المستقبل.

يقول تاسكين، المؤلف الأول: «إن نماذج الكلاب مفيدة لدراسة أمراض الشبكية لأنها تحتوي على مجموعة متنوعة من الاضطرابات الوراثية المختلفة التي تحدث بشكل طبيعي، والهدف النهائي هو إثبات أن هذه الاضطرابات يمكن علاجها في الأنياب أولًا قبل ترجمتها إلى المرضى من البشر».

وقال جوستافو أجيري: «الأمل هو أن تصبح الأساليب العلاجية الناجحة لدى البشر متاحة للأطباء البيطريين حتى يتمكنوا من إفادة صديق الإنسان ذو الأرجل الأربعة».

وأضاف: «كان الغرض من الدراسة هو معرفة مقدار المعلومات حول الرؤية النهارية التي تصل إلى النظام البصري لدى هذه الكلاب، في إصدارات مختلفة من أمراض الشبكية هذه.. إن هذه المعرفة مفيدة بشكل خاص، لأن معرفة ما إذا كان علاج مرض الشبكية فعالًا يتطلب معرفة مقدار وظيفة الرؤية التي كانت موجودة قبل العلاج».

وقال بلتران إن هذه الورقة تظهر أن العلاج الجيني يمكنه استعادة وظيفة المخروط لأنه ينظر إلى نموذج حيواني بدون وظيفة مخروطية ويظهر تحسنًا.

وأوضح أنه في المرض الناجم عن طفرة NPHP5، تكون المخاريط موجودة ولكنها غير وظيفية. تولد الحيوانات المصابة بهذا المرض وهي مصابة بالعمى النهاري ولكن في البداية يكون لديها بعض الرؤية الليلية، على الرغم من أن العصي - المستقبلات الضوئية التي تسمح بالرؤية الليلية - تموت على مدى فترة أشهر، مما يجعل الكلاب عمياء تمامًا في غضون عام.

وأظهرت دراسة سابقة أن العلاج الجيني لشبكية العين في نوع من اضطراب العمى يسمى كمنة ليبر الخلقية يرتبط باستعادة استجابات الرنين المغناطيسي الوظيفي من القشرة البصرية للكلاب، ولكن طبيعة تلك الدراسة تعني أن استجابات كل من العصي والمخروط يمكن أن تكون قد ساهمت في النشاط القشري، فيما تعزز الدراسة الجديدة المعرفة بأمراض الشبكية عن طريق تحفيز المخاريط على وجه التحديد.